(57)【要約】【課題】  寄生容量を可能な限り減少させることが可能な薄膜デバイスを提供する。【解決手段】  下部磁性膜１２および上部磁性膜１７の間に絶縁されるようにコイル１６が設けられている場合に、それらの下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に最も近い端縁において断面１６Ｍが最小幅を有するようにコイル１６を構成する。コイル１６と下部磁性膜１２および上部磁性膜１７との間に生じる寄生容量が減少すると共に、そのコイル１６の各巻線間に生じる寄生容量も併せて減少する。【選択図】  図２
2006286931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する基体に、その基体から絶縁されるようにコイルが設けられており、
前記コイルの断面が、前記基体に最も近い端縁において最小幅を有している
ことを特徴とする薄膜デバイス。
【請求項２】
前記基体が、前記コイルの一方側に１つ配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の薄膜デバイス。
【請求項３】
前記コイルの断面が、台形状および台形と矩形とを組み合わせた六角形状を含む群のうちのいずれかの形状を有している
ことを特徴とする請求項２記載の薄膜デバイス。
【請求項４】
前記基体が、前記コイルの一方側および他方側に２つ配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の薄膜デバイス。
【請求項５】
前記コイルの断面が、六角形状および十字形状を含む群のうちのいずれかの形状を有している
ことを特徴とする請求項４記載の薄膜デバイス。
【請求項６】
前記基体が、磁性体である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の薄膜デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルを備えた薄膜デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種用途の電子機器分野において、導電性を有する基体にその基体から絶縁されるようにコイルが設けられた薄膜デバイスが広く利用されている。この種の薄膜デバイスの一例としては、上記した導電性を有する基体として磁性体（磁性膜）を備え、その磁性膜の表面に沿ってコイルが巻回された構造を有する薄膜インダクタが挙げられる。この薄膜インダクタは、インダクタンスを有する回路素子である。
【０００３】
この薄膜インダクタに代表される薄膜デバイスに関しては、その薄膜デバイスが搭載される電子機器の小型化に伴い、低背化が要望されている。この薄膜デバイスの低背化を実現するためには、コイルと磁性膜との間の間隔を狭めればよいが、その間隔を狭めと、コイルおよび磁性膜が互いに近づくため、それらのコイルと磁性膜との間に生じる寄生容量が増加しやすくなる。この寄生容量が増加すると、共振周波数が低下するため、薄膜デバイスの動作周波数として使用可能な周波数帯域が低下してしまう。
【０００４】
なお、上記した周波数帯域の低下を招く寄生容量としては、コイルと磁性膜との間に生じる寄生容量の他、さらに、隣り合うコイルの巻線間に生じる寄生容量も挙げられる。この種の寄生容量に関しては、その寄生容量を減少させるためにコイルの巻数を維持しつつ巻線間の間隔を広げ、すなわちコイルの断面積を小さくすると、巻線間に生じる寄生容量が減少する一方で、コイルの抵抗が増加してしまう。
【０００５】
上記した寄生容量に起因する薄膜デバイスの問題を改善する技術としては、既にいくつかの技術が提案されている。
【０００６】
具体的には、コイルを挟んで上下に磁性膜が配置された薄膜デバイスに関して、コイルと各磁性膜との間に生じる寄生容量を減少させるために、各磁性膜にスリットを設けて分割する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。ところが、この種の薄膜デバイスでは、寄生容量が減少すると共に、インダクタンスも併せて低下してしまう。
【特許文献１】特開平０６−１３２１３１号公報
【特許文献２】特開平０６−０８４６４４号公報
【特許文献３】特開平０８−１７２０１５号公報
【０００７】
また、導電性を有する基体に代えて絶縁性を有する基体（絶縁性基板）を備えた薄膜デバイスに関して、隣り合うコイルの巻線間に生じる寄生容量を減少させるために、そのコイルにテーパを設ける技術が知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【特許文献４】特開２００４−３４２８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、薄膜デバイスの性能を向上させるためには、寄生容量を可能な限り減少させる必要がある。特に、薄膜デバイスを高周波用途の薄膜インダクタなどに適用する場合には、その薄膜インダクタの動作周波数を高く設定するために、寄生容量を減少させることにより共振周波数を上昇させることが極めて重要である。しかしながら、従来の薄膜デバイスでは、寄生容量を減少させる観点において未だ十分とは言えないため、改善の余地がある。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、寄生容量を可能な限り減少させることが可能な薄膜デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る薄膜デバイスは、導電性を有する基体にその基体から絶縁されるようにコイルが設けられており、コイルの断面が基体に最も近い端縁において最小幅を有しているものである。
【００１１】
本発明に係る薄膜デバイスでは、導電性を有する基体にその基体から絶縁されるようにコイルが設けられている場合に、その導電性を有する基体に最も近い端縁において断面が最小幅を有するようにコイルが構成されている。この場合には、導電性を有する基体に最も近い端縁において断面が最小幅を有するようにコイルが構成されていない場合と比較して、コイルと基体との間に生じる寄生容量が減少すると共に、そのコイルの各巻線間に生じる寄生容量も併せて減少する。
【００１２】
本発明に係る薄膜デバイスでは、基体がコイルの一方側に１つ配置されていてもよい。この場合には、コイルの断面が台形状および台形と矩形とを組み合わせた六角形状を含む群のうちのいずれかの形状を有しているのが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る薄膜デバイスでは、基体がコイルの一方側および他方側に２つ配置されていてもよい。この場合には、コイルの断面が六角形状および十字形状を含む群のうちのいずれかの形状を有しているのが好ましい。
【００１４】
なお、本発明に係る薄膜デバイスでは、基体が磁性体であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る薄膜デバイスによれば、導電性を有する基体にその基体から絶縁されるようにコイルが設けられている場合に、そのコイルの断面が基体に最も近い端縁において最小幅を有する構造的特徴に基づき、コイルと基体との間に生じる寄生容量が減少すると共に、コイルの各巻線間に生じる寄生容量も併せて減少するため、寄生容量を可能な限り減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイスとしての薄膜インダクタ１０の構成を表しており、図１は平面構成を示し、図２は図１に示したＩＩ−ＩＩ線に沿った断面構成を示し、図３は図２に示した主要部（コイル１６）の断面構成を拡大して示している。
【００１８】
この薄膜インダクタ１０は、導電性を有する基体に、その基体から絶縁されるようにコイルが設けられた構造を有しており、例えば、図１および図２に示したように、下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に、下部絶縁膜１３、中間絶縁膜１４および上部絶縁膜１５により埋設されるようにコイル１６が設けられた構造を有している。より具体的には、薄膜インダクタ１０は、基板１１上に、下部磁性膜１２と、下部絶縁膜１３、中間絶縁膜１４および上部絶縁膜１５により埋設されたコイル１６と、上部磁性膜１７とがこの順に積層された積層構造を有している。
【００１９】
基板１１は、薄膜インダクタ１０全体を支持するものであり、例えば、ガラス、シリコン（Ｓｉ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ；いわゆるアルミナ）、セラミックス、半導体または樹脂などにより構成されている。なお、基板１１の構成材料は、必ずしも上記した一連の材料に限らず、自由に選定可能である。
【００２０】
下部磁性膜１２および上部磁性膜１７は、いずれも導電性を有する基体（磁性体）であり、薄膜インダクタ１０のインダクタンスを高めるためのものである。特に、下部磁性膜１２および上部磁性膜１７は、コイル１６を挟んで互いに対向配置されており、すなわち下部磁性膜１２はコイル１６の一方側（下側）に配置され、上部磁性膜１７はコイル１６の他方側（上側）に配置されている。これらの下部磁性膜１２および上部磁性膜１７は、例えば、いずれもコバルト（Ｃｏ）系合金、鉄（Ｆｅ）系合金またはニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ；いわゆるパーマロイ）などの導電性磁性材料により構成されている。このうち、コバルト系合金としては、例えば、薄膜インダクタ１０の実用上の観点から、コバルトジルコニウムタンタル（ＣｏＺｒＴａ）系合金またはコバルトジルコニウムニオブ（ＣｏＺｒＮｂ）系合金などが好ましい。
【００２１】
下部絶縁膜１３、中間絶縁膜１４および上部絶縁膜１５は、コイル１６を周辺から電気的に分離するものであり、例えば、いずれも酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）などの絶縁性材料により構成されている。なお、ここではコイル１６を埋設する絶縁膜が３つの部分（下部絶縁膜１３，中間絶縁膜１４，上部絶縁膜１５）により分割構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、その絶縁膜の構成は自由に設定可能である。また、ここでは下部絶縁膜１３、中間絶縁膜１４および上部絶縁膜１５がいずれも同一の材料により構成されているが、必ずしもこれに限られるものではなく、それらの下部絶縁膜１３、中間絶縁膜１４および上部絶縁膜１５の構成材料は個別に自由に選定可能である。一例を挙げれば、下部絶縁膜１３は、酸化ケイ素に代えて、フェライトなどの磁性を有する絶縁性材料により構成されていてもよい。
【００２２】
コイル１６は、一端（端子１６Ｔ１）と他端（端子１６Ｔ２）との間にインダクタを構成するものであり、例えば、銅（Ｃｕ）などの導電性材料により構成されている。このコイル１６は、例えば、下部磁性膜１２および上部磁性膜１７のそれぞれの表面に沿って、端子１６Ｔ１，１６Ｔ２がいずれも外部へ導出されるように巻回されたスパイラル型構造を有している。なお、図２では、図示内容を簡略化するために、コイル１６のうちの端子１６Ｔ２に通じる部分の図示を省略している。確認までに説明しておくと、コイル１６のうちの端子１６Ｔ２に通じる部分は、例えば、コイル１６のうちの端子１６Ｔ１に通じる部分を含む巻回部分と接触せずに外部に導かれるように、その巻回部分よりも下側の階層に配置されている。
【００２３】
特に、コイル１６の断面１６Ｍは、図２および図３に示したように、下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に最も近い端縁において最小幅を有している。より具体的には、断面１６Ｍは、例えば、下部磁性膜１２に最も近い側に位置する下端縁Ｅ１１（長さＬ１１）と、上部磁性膜１７に最も近い側に位置する上端縁Ｅ１２（長さＬ１２）と、下端縁Ｅ１１の両端（右端，左端）に接する２つの側端縁Ｅ１３Ｒ（長さＬ１３Ｒ），Ｅ１３Ｌ（長さＬ１３Ｌ）と、上端縁Ｅ１２の両端（右端，左端）に接すると共に側端縁Ｅ１３Ｒ，Ｅ１３Ｌに接する２つの側端縁Ｅ１４Ｒ（長さＬ１４Ｒ），Ｅ１４Ｌ（長さＬ１４Ｌ）とにより画定されており、すなわち６つの端縁（下端縁Ｅ１１，上端縁Ｅ１２，側端縁Ｅ１３Ｒ，Ｅ１３Ｌ，Ｅ１４Ｒ，Ｅ１４Ｌ）により画定された六角形状を有している。なお、図３では、図２に示した複数の断面１６Ｍのうち、互いに隣り合う２つの断面１６Ｍのみを抜粋して示している。この２つの断面１６Ｍ間の間隔（コイル１６のうちの互いに隣り合う２つの巻線間の間隔）Ｄは、自由に設定可能である。
【００２４】
ここでは、例えば、（１）下端縁Ｅ１１、上端縁Ｅ１２および側端縁Ｅ１３Ｒ，Ｅ１３Ｌ，Ｅ１４Ｒ，Ｅ１４Ｌがいずれも直線状であり（湾曲しておらず）、（２）側端縁Ｅ１３Ｒ，Ｅ１３Ｌにより規定される断面１６Ｍの幅Ｗ１３が下端縁Ｅ１１に近づくにしたがって次第に狭まっており、（３）側端縁Ｅ１４Ｒ，Ｅ１４Ｌにより規定される断面１６Ｍの幅Ｗ１４が上端縁Ｅ１２に近づくにしたがって次第に狭まっていることにより、断面１６Ｍは、例えば、上下対称かつ左右対称の六角形状を有している。なお、断面１６Ｍの幅（最大幅）Ｗ１５および高さ（最大高さ）Ｈ１１は、自由に設定可能である。
【００２５】
なお、断面１６Ｍの構成に関して上記した「下部磁性膜１２に最も近い端縁において最小幅を有している」とは、断面１６Ｍのうちの下半分（幅Ｗ１５を表す線分を境界としたときの下半分）の断面１６ＭＡのみにおいて幅Ｗ１３に着目した場合に、その幅Ｗ１３が下端縁Ｅ１１において最小となっていること（幅Ｗ１３＝長さＬ１１）を意味している。また、「上部磁性膜１７に最も近い端縁において最小幅を有している」とは、断面１６Ｍのうちの上半分（幅Ｗ１５を表す線分を境界としたときの上半分）の断面１６ＭＢのみにおいて幅Ｗ１４に着目した場合に、その幅Ｗ１４が上端縁Ｅ１２において最小となっていること（幅Ｗ１４＝長さＬ１２）を意味している。すなわち、断面１６Ｍの幅Ｗ１３，Ｗ１４に関して上記した２つの意味合いが成立している限り、「下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に最も近い端縁において最小幅を有している」とは、必ずしも下端縁Ｅ１１の長さＬ１１と上端縁Ｅ１２の長さＬ１２とが互いに等しくなっている場合（Ｌ１１＝Ｌ１２）に限らず、下端縁Ｅ１１の長さＬ１１と上端縁Ｅ１２の長さＬ１２とが互いに異なっている場合（Ｌ１１≠Ｌ１２）も含む意味合いである。
【００２６】
本実施の形態に係る薄膜デバイスでは、下部磁性膜１２および上部磁性膜１７の間に絶縁されるようにコイル１６が設けられている場合に、そのコイル１６の断面１６Ｍが上下対称かつ左右対称の六角形状を有し、すなわち断面１６Ｍが下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に最も近い端縁において最小幅を有するように薄膜インダクタ１０を構成したので、以下の理由により、寄生容量を可能な限り減少させることができる。
【００２７】
図４および図５は、本実施の形態に係る薄膜インダクタ１０に対する比較例としての薄膜インダクタ１１０の構成を表しており、それぞれ図２および図３に対応している。この比較例の薄膜インダクタ１１０は、コイル１６に代えてコイル１１６を備える点を除き、本実施の形態に係る薄膜インダクタ１０（図１〜図３参照）と同様の構成を有している。このコイル１１６の断面１１６Ｍは、図４および図５に示したように、一定幅を有している。すなわち、断面１１６Ｍは、下部磁性膜１２に最も近い側に位置する下端縁Ｅ１１１（長さＬ１１１）と、上部磁性膜１７に最も近い側に位置する上端縁Ｅ１１２（長さＬ１１２）と、それらの下端縁Ｅ１１１および上端縁Ｅ１１２の両端（右端，左端）に接する２つの側端縁Ｅ１１３Ｒ（長さＬ１１３Ｒ），Ｅ１１３Ｌ（長さＬ１１３Ｌ）とにより画定されており、すなわち４つの端縁（下端縁Ｅ１１１，上端縁Ｅ１１２，側端縁Ｅ１１３Ｒ，Ｅ１１３Ｌ）により画定された四角形状を有している。より具体的には、（１）下端縁Ｅ１１１、上端縁Ｅ１１２および側端縁Ｅ１１３Ｒ，Ｅ１１３Ｌがいずれも直線状であり（湾曲しておらず）、（２）側端縁Ｅ１１３Ｒ，Ｅ１１３Ｌにより規定される断面１１６Ｍの幅Ｗ１１３が一定であることにより、断面１１６Ｍは、上下対称かつ左右対称の四角形状（矩形状）を有している。なお、断面１１６Ｍの幅Ｗ１１３および高さＨ１１１は、本実施の形態に係る薄膜インダクタ１０（コイル１６の断面１６Ｍ）のうちの幅Ｗ１５および高さＨ１１にそれぞれ対応している（Ｗ１１３＝Ｗ１５，Ｈ１１１＝Ｈ１１）。
【００２８】
比較例の薄膜インダクタ１１０（図４および図５参照）では、コイル１１６の断面１１６Ｍが上下対称かつ左右対称の四角形を有しているため、下端縁Ｅ１１１の長さＬ１１１および上端縁Ｅ１１２の長さＬ１１２がいずれも断面１１６Ｍの幅Ｗ１１３に等しくなる（Ｌ１１１，Ｌ１１２＝Ｗ１１３）。この場合には、コイル１１６の抵抗を小さくするために断面１１６Ｍの幅Ｗ１１３を大きく設定すると、その幅Ｗ１１３の設定に応じて長さＬ１１１，Ｌ１１２が大きくなるため、コイル１１６と下部磁性膜１２との間に生じる寄生容量Ｃ１１１およびコイル１１６と上部磁性膜１７との間に生じる寄生容量Ｃ１１２がいずれも増加してしまう。なぜなら、寄生容量Ｃ１１１の大きさは、長さＬ１１１に基づいて決定されるコイル１１６と下部磁性膜１２との間の対向面積に依存し、一方、寄生容量Ｃ１１２の大きさは、長さＬ１１２に基づいて決定されるコイル１１６と上部磁性膜１７との間の対向面積に依存することから、それらの対向面積が大きくなるほど寄生容量Ｃ１１１，Ｃ１１２が増加するからである。
【００２９】
しかも、コイル１１６の断面１１６Ｍが上下対称かつ左右対称の四角形状を有していると、側端縁Ｅ１１３Ｒ，Ｅ１１３Ｌの長さＬ１１３Ｒ，Ｌ１１３Ｌがいずれも断面１１６Ｍの高さＨ１１１に等しくなると共に（Ｌ１１３Ｒ，Ｌ１１３Ｌ＝Ｈ１１１）、各巻線間において互いに隣り合う２つの側端縁Ｅ１１３Ｒ，Ｅ１１３Ｌが互いに平行になる。この場合には、コイル１１６の抵抗を小さくするために断面１１６Ｍの高さＨ１１１を大きく設定すると、その高さＨ１１１の設定に応じて長さＬ１１３Ｒ，Ｌ１１３Ｌが大きくなるため、各巻線間に生じる寄生容量Ｃ１１３が増加してしまう。なぜなら、寄生容量Ｃ１１３の大きさは、長さＬ１１３Ｒ，Ｌ１１３Ｌに基づいて決定される各巻線間の対向面積に依存することから、その対向面積が大きくなるほど寄生容量Ｃ１１３が増加するからである。
【００３０】
これにより、比較例の薄膜インダクタ１１０では、コイル１１６と下部磁性膜１２および上部磁性膜１７との間に生じる寄生容量Ｃ１１１，Ｃ１１２が増加すると共に、そのコイル１１６の各巻線間に生じる寄生容量Ｃ１１３も併せて増加するため、全体の寄生容量を可能な限り減少させることが困難である。
【００３１】
これに対して、本実施の形態に係る薄膜インダクタ１０（図１〜図３参照）では、コイル１６の断面１６Ｍが上下対称かつ左右対称の六角形状を有しているため、下端縁Ｅ１１の長さＬ１１および上端縁Ｅ１２の長さＬ１２がいずれも断面１６Ｍの幅Ｗ１５よりも小さくなる（Ｗ１１，Ｗ１２＜Ｗ１５）。この場合には、コイル１６の抵抗を小さくするために断面１６Ｍの幅Ｗ１５を大きく設定しても、その幅Ｗ１５の設定に応じて長さＬ１１，Ｌ１２が大きくならず、すなわち幅Ｗ１５の設定とは別個に長さＬ１１，Ｌ１２が小さく設定されるため、コイル１６と下部磁性膜１２との間に生じる寄生容量Ｃ１１およびコイル１６と上部磁性膜１７との間に生じる寄生容量Ｃ１２がいずれも減少する。
【００３２】
しかも、コイル１６の断面１６Ｍが上下対称かつ左右対称の六角形状を有していると、各巻線間において互いに隣り合う２組の側端縁群（側端縁Ｅ１３Ｒ，Ｅ１４Ｒおよび側端縁Ｅ１３Ｌ，Ｅ１４Ｌ）が互いに平行にならない。この場合には、コイル１６の抵抗を小さくするために断面１６Ｍの高さＨ１１を大きく設定しても、上記した２組の側端縁群が各巻線間に生じる寄生容量Ｃ１３に寄与しないため、その寄生容量Ｃ１３が減少する。
【００３３】
したがって、本実施の形態に係る薄膜インダクタ１０では、コイル１６と下部磁性膜１２および上部磁性膜１７との間に生じる寄生容量Ｃ１１，Ｃ１２が減少すると共に、そのコイル１６の各巻線間に生じる寄生容量Ｃ１３も併せて減少するため、全体の寄生容量を可能な限り減少させることができるのである。
【００３４】
特に、本実施の形態では、下部磁性膜１２および上部磁性膜１７を備えた場合においても、上記したように寄生容量が減少するため、それらの下部磁性膜１２および上部磁性膜１７を利用して薄膜インダクタ１０のインダクタンスを高めつつ、寄生容量を減少させることができる。
【００３５】
ただし、この場合には、下部磁性膜１２とコイル１６との間の距離（ここでは例えば下部絶縁膜１３の厚さ）および上部磁性膜１７とコイル１６との間の距離（ここでは例えば上部絶縁膜１５の厚さ）が小さくなると、インダクタが閉磁路に近づくためにインダクタンスが著しく増加するものの、寄生容量が増加するために共振周波数が低下してしまう。一方、下部磁性膜１２とコイル１６との間の距離および上部磁性膜１７とコイル１６との間の距離が大きくなると、寄生容量が減少するために共振周波数が上昇するものの、インダクタンスが低下してしまう。このことから、インダクタンスと寄生容量に基づく共振周波数とは互いにトレードオフの関係にあるため、下部磁性膜１２とコイル１６との間の距離および上部磁性膜１７とコイル１６との間の距離を設定する場合には、インダクタンスと寄生容量に基づく共振周波数との間のバランスを考慮しながら設定するのが好ましい。
【００３６】
また、この場合には、コイル１６に流れる電流の大きさに依存して直流重畳特性が劣化する可能性があり、この点が実用上の問題点として懸念される。この「直流重畳特性の劣化」とは、一般に、コイルに流れる電流量が小さい場合には、インダクタンスが増加するが、その電流量が大きい場合には、磁性膜において磁気飽和が生じるため、インダクタンスが低下してしまう現象である。この点に関して、本実施の形態では、コイル１６の一方側（下側）および他方側（上側）に２つの磁性膜（下部磁性膜１２および上部磁性膜１７）を備えるため、コイルの１６の一方側または他方側に１つの磁性膜のみを備える場合と比較して、コイル１６から発生した磁束の収容量（磁性膜中に磁束を収容可能な量）が増加する。これにより、磁性膜に収容される磁束の収容状態（磁束の分布状態）が変化し、すなわち磁性膜中において磁気飽和が生じにくくなるため、直流重畳特性を改善することができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、上記したように、コイル１６の断面１６Ｍが下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に最も近い端縁において最小幅を有するようにすることにより、寄生容量を可能な限り減少させることが可能なため、その薄膜インダクタ１０の薄型化に寄与することもできる。具体的には、近年の薄膜デバイスの薄型化に関する要請に伴い、薄膜インダクタ１０の薄型化も要望されている。この薄膜インダクタ１０の薄型化に関しては、例えば、バックグラインド技術や薄型低歪基板の製造技術の進歩に応じて、基板１１の厚さを極めて薄くすることが可能になってきていると共に、成膜厚さを制御することにより、コイル１６や絶縁膜（ここでは例えば下部絶縁膜１３、中間絶縁膜１４および上部絶縁膜１５）の厚さを極めて薄くすることが可能である。この場合には、例えば、下部絶縁膜１３および上部絶縁膜１５の厚さが小さくなると、コイル１６が下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に近接するため、コイル１６と下部磁性膜１２との間に生じる寄生容量およびコイル１６と上部磁性膜１７との間に生じる寄生容量が増加しやすくなる。この点に関して、本実施の形態では、断面１６Ｍが下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に最も近い端縁において最小幅を有するようにコイル１６を構成することにより寄生容量を減少させることが可能なため、断面１６Ｍが下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に最も近い端縁において最小幅を有しないようにコイル１６を構成した場合と比較して、下部絶縁膜１３および上部絶縁膜１５の厚さを小さくした場合においても寄生容量が小さくなる。したがって、本実施の形態では、寄生容量を減少させつつ、薄膜インダクタ１０を薄型化することができるのである。
【００３８】
なお、本実施の形態では、図３に示したように、コイル１６の断面１６Ｍが上下対称かつ左右対称の六角形状を有するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、断面１６Ｍが六角形状を有する限り、上下対称かつ左右非対称であってもよいし、上下非対称かつ左右対称であってもよいし、あるいは上下非対称かつ左右非対称であってもよい。これらの場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
また、本実施の形態では、図３を参照して説明したように、下端縁Ｅ１１、上端縁Ｅ１２および側端縁Ｅ１３Ｒ，Ｅ１３Ｌ，Ｅ１４Ｒ，Ｅ１４Ｌがいずれも直線状となるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、それらの下端縁Ｅ１１、上端縁Ｅ１２および側端縁Ｅ１３Ｒ，Ｅ１３Ｌ，Ｅ１４Ｒ，Ｅ１４Ｌの一部または全てが湾曲するようにしてもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、図３に示したように、コイル１６の断面１６Ｍが六角形状を有するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、コイル１６の断面１６Ｍが下部磁性膜１２および上部磁性膜１７に最も近い端縁において最小幅を有する限り、その断面１６Ｍの形状は自由に設定可能である。具体的に一例を挙げれば、図３に対応する図６〜図８に示したように、断面１６Ｍが、狭幅の矩形状の断面１６ＭＡと、広幅の矩形状の断面１６ＭＢと、狭幅の矩形状の断面１６ＭＣとが組み合わされた十字形状を有するようにしてもよいし（図６参照）、菱形状を有するようにしてもよいし（図７参照）、あるいは略楕円状（矩形の角部が丸みを帯びた形状）を有するようにしてもよい（図８参照）。もちろん、図６〜図８に示した場合においても、断面１６Ｍの形状に関して対称性（上下対称性および左右対称性）および各端縁の状態（直線状または湾曲状）を自由に設定可能である。これらの場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。参考までに説明しておくと、コイル１６の断面１６Ｍの形状を設定する場合には、上記した寄生容量Ｃ１１〜Ｃ１３とコイル１６の抵抗との間のバランスを考慮して形状を決定する必要がある。
【００４１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００４２】
図９〜図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイスとしての薄膜インダクタ２０の構成を表しており、図９は平面構成を示し、図１０は図９に示したＸ−Ｘ線に沿った断面構成を示し、図１１は図１０に示した主要部（コイル２６）の断面構成を拡大して示している。これらの図９〜図１１は、それぞれ上記第１の実施の形態において示した図１〜図３に対応している。なお、図９〜図１１では、上記第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。
【００４３】
この薄膜インダクタ２０は、コイル１６に代えてコイル２６を備えると共に、上部磁性膜１７を備えずに下部磁性膜１２のみを備える点を除き、上記第１の実施の形態において説明した薄膜インダクタ１０と同様の構成を有している。すなわち、薄膜インダクタ２０は、例えば、図９および図１０に示したように、基板１１上に、下部磁性膜１２と、下部絶縁膜１３、中間絶縁膜１４および上部絶縁膜１５により埋設されたコイル２６とがこの順に積層された積層構造を有している。
【００４４】
コイル２６は、例えば、下部磁性膜１２の表面に沿って、一端（端子２６Ｔ１）および他端（２６Ｔ２）がいずれも外部へ導出されるように巻回されたスパイラル型構造を有している。このコイル２６の構成材料は、コイル１６の構成材料と同様である。
【００４５】
特に、コイル２６の断面２６Ｍは、図９および図１０に示したように、下部磁性膜１２に最も近い端縁において最小幅を有している。より具体的には、断面２６Ｍは、例えば、下部磁性膜１２に最も近い側に位置する下端縁Ｅ２１（長さＬ２１）と、下部磁性膜１２から最も遠い側に位置する上端縁Ｅ２２（長さＬ２２）と、それらの下端縁Ｅ２１および上端縁Ｅ２２の両端（右端，左端）に接する２つの側端縁Ｅ２３Ｒ（長さＬ２３Ｒ），Ｅ２３Ｌ（長さＬ２３Ｌ）とにより画定されており、すなわち４つの端縁（下端縁Ｅ２１，上端縁Ｅ２２，側端縁Ｅ２３Ｒ，Ｅ２３Ｌ）により画定された台形状（逆台形状）を有している。
【００４６】
ここでは、例えば、（１）下端縁Ｅ２１、上端縁Ｅ２２および側端縁Ｅ２３Ｒ，Ｅ２３Ｌがいずれも直線状であり（湾曲しておらず）、（２）側端縁Ｅ２３Ｒ，Ｅ２３Ｌにより規定される断面２６Ｍの長さＷ２３が下端縁Ｅ２１に近づくにしたがって次第に狭まっていることにより、断面２６Ｍは、例えば、左右対称の台形状を有している。特に、コイル２６の断面２６Ｍとコイル１６の断面１６Ｍとの間の関係としては、例えば、下端縁Ｅ２１の長さＬ２１が下端縁Ｅ１１の長さＬ１１および上端縁Ｅ１２の長さＬ１２に対応しており（Ｌ２１＝Ｌ１１，Ｌ１２）、上端縁Ｅ２２の長さＬ２２が幅Ｗ１５に対応している（Ｌ２２＝Ｗ１５）。なお、断面２６Ｍの高さ（最大高さ）Ｈ２１は、自由に設定可能である。
【００４７】
本実施の形態に係る薄膜デバイスでは、下部磁性膜１２に絶縁されるようにコイル２６が設けられている場合に、そのコイル２６の断面２６Ｍが左右対称の台形状を有し、すなわち断面２６Ｍが下部磁性膜１２に最も近い端縁において最小幅を有するように薄膜インダクタ２０を構成したので、以下の理由により、寄生容量を可能な限り減少させることができる。
【００４８】
図１２は、本実施の形態に係る薄膜インダクタ２０に対する比較例としての薄膜インダクタ１２０の構成を表しており、図１０に対応している。この比較例の薄膜インダクタ１２０は、コイル２６に代えて、上記第１の実施の形態において比較例として説明したコイル１１６（図５参照）を備える点を除き、本実施の形態に係る薄膜インダクタ２０（図９〜図１１参照）と同様の構成を有している。
【００４９】
比較例の薄膜インダクタ１２０（図５および図１２参照）では、コイル１１６の断面１１６Ｍが上下対称かつ左右対称の四角形状を有しているため、上記第１の実施の形態において比較例の薄膜インダクタ１１０に関して説明したように、コイル１１６の抵抗を小さくするために断面１１６Ｍの幅Ｗ１１３を大きく設定すると、そのコイル１１６と下部磁性膜１２との間に生じる寄生容量Ｃ１２１が増加すると共に、コイル１１６の抵抗を小さくするために断面１１６Ｍの高さＨ１１１を大きく設定すると、各巻線間に生じる寄生容量Ｃ１２３も併せて増加してしまう。
【００５０】
これに対して、本実施の形態に係る薄膜インダクタ２０（図９〜図１１参照）では、コイル２６の断面２６Ｍが左右対称の台形状を有しているため、上記第１の実施の形態において薄膜インダクタ１０に関して説明したように、コイル２６の抵抗を小さくするために断面２６Ｍの幅Ｗ２３を十分に大きく設定しても、そのコイル２６と下部磁性膜１２との間に生じる寄生容量Ｃ２１が減少すると共に、同様にコイル２６の抵抗を小さくするために断面２６Ｍの高さＨ２１を大きく設定しても、各巻線間に生じる寄生容量Ｃ２３が減少する。したがって、本実施の形態に係る薄膜インダクタ２０では、寄生容量Ｃ２１，Ｃ２３がいずれも減少するため、全体の寄生容量を可能な限り減少させることができるのである。
【００５１】
なお、本実施の形態では、図１１に示したように、コイル２６の断面２６Ｍが左右対称の台形状を有するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、断面２６Ｍが台形状を有する限り、左右非対称であってもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
ここで、コイル２６の断面２６Ｍが左右非対称の台形状である場合における本発明の薄膜デバイスの構造的特徴について補足しておく。すなわち、上記した「背景技術」において説明したように、コイルにテーパを設ける技術では、コイルの一側方のみにテーパが設けられることにより、そのコイルの断面が左右非対称の台形状を有している。しかしながら、この技術では、絶縁性を有する基体（コイルとの間に寄生容量を生じ得ない絶縁性基板）にコイルが設けられているため、導電性を有する基体（コイル２６との間に寄生容量を生じ得る下部磁性膜１２）にコイル２６が設けられている本発明の薄膜デバイスとは構成的に明らかに異なっている。しかも、上記した技術では、仮に基体が導電性を有するものであったとしても、コイルの断面が基体に最も近い端縁において最大幅を有しているため、コイル２６の断面２６Ｍが下部磁性膜１２に最も近い端縁において最小幅を有している本発明の薄膜デバイスとはやはり構成的に明らかに異なっている。
【００５３】
また、本実施の形態では、図１１に示したように、コイル２６の断面２６Ｍが台形状を有するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、コイル２６の断面２６Ｍが下部磁性膜１２に最も近い端縁において最小幅を有する限り、その断面２６Ｍの形状は自由に設定可能である。具体的に一例を挙げれば、図１１に対応する図１３および図１４に示したように、断面２６Ｍが、台形状（逆台形状）の断面２６ＭＡと、矩形状の断面２６ＭＢとが組み合わされた六角形状を有するようにしてもよいし（図１３参照）、あるいは狭幅の矩形状の断面２６ＭＡと、広幅の矩形状の断面２６ＭＢとが組み合わされた凸形状を有するようにしてもよい（図１４参照）。もちろん、図１３および図１４に示した場合においても、断面２６Ｍの形状に関して対称性（上下対称性および左右対称性）および各端縁の状態（直線状または湾曲状）を自由に設定可能である。これらの場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
なお、本実施の形態に係る薄膜インダクタ２０に関する上記以外の構成、作用、効果および変形は、上記第１の実施の形態において説明した薄膜インダクタ１０と同様である。
【００５５】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００５６】
図１５および図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る薄膜デバイスとしての薄膜インダクタ３０の構成を表しており、図１５は平面構成を示し、図１６は図１５に示したＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断面構成を示している。これらの図１５および図１６は、それぞれ上記第２の実施の形態において示した図９および図１０に対応している。なお、図１５および図１６では、上記第２の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。
【００５７】
この薄膜インダクタ３０は、基板１１および下部磁性膜１２に代えて半導体基板３１を備える点を除き、上記第２の実施の形態において説明した薄膜インダクタ２０と同様の構成を有している。すなわち、薄膜インダクタ３０は、例えば、図１５および図１６に示したように、半導体基板３１上に、下部絶縁膜１３、中間絶縁膜１４および上部絶縁膜１５により埋設されたコイル２６が設けられた構造を有している。
【００５８】
半導体基板３１は、導電性を有する基体であり、薄膜インダクタ３０全体を支持するものである。この半導体基板３１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）などの半導体材料により構成されている。参考までに、半導体基板３１がシリコンにより構成されている場合には、その半導体基板３１に隣接している下部絶縁膜１３は、例えば、シリコンの表面が熱酸化されることにより形成された熱酸化膜（ＳｉＯ2 ）であってもよい。なお、半導体基板３１の構成材料は、必ずしも上記したシリコンに限らず、自由に選定可能である。
【００５９】
本実施の形態に係る薄膜デバイスでは、半導体基板３１に絶縁されるようにコイル２６が設けられている場合に、そのコイル２６の断面２６Ｍが左右対称の台形状を有し、すなわち断面２６Ｍが半導体基板３１に最も近い端縁において最小幅を有するように薄膜インダクタ３０を構成したので、以下の理由により、寄生容量を可能な限り減少させることができる。
【００６０】
図１７は、本実施の形態に係る薄膜インダクタ３０に対する比較例としての薄膜インダクタ１３０の構成を表しており、図１６に対応している。この比較例の薄膜インダクタ１３０は、コイル２６に代えて、上記第１の実施の形態において比較例として説明したコイル１１６（図５参照）を備える点を除き、本実施の形態に係る薄膜インダクタ３０（図１５および図１６参照）と同様の構成を有している。
【００６１】
比較例の薄膜インダクタ１３０（図５および図１７参照）では、コイル１１６の断面１１６Ｍが上下対称かつ左右対称の四角形状を有しているため、上記第１の実施の形態において比較例の薄膜インダクタ１１０に関して説明したように、コイル１１６の抵抗を小さくするために断面１１６Ｍの幅Ｗ１１３を大きく設定すると、そのコイル１１６と半導体基板３１との間に生じる寄生容量Ｃ１３１が増加すると共に、コイル１１６の抵抗を小さくするために断面１１６Ｍの高さＨ１１１を大きく設定すると、各巻線間に生じる寄生容量Ｃ１３３も併せて増加してしまう。
【００６２】
これに対して、本実施の形態に係る薄膜インダクタ３０（図１１、図１５および図１６参照）では、コイル２６の断面２６Ｍが左右対称の台形状を有しているため、上記第２の実施の形態において薄膜インダクタ２０に関して説明したように、コイル２６の抵抗を小さくするために断面２６Ｍの幅Ｗ２３を大きく設定しても、そのコイル２６と半導体基板３１との間に生じる寄生容量Ｃ３１が減少すると共に、同様にコイル２６の抵抗を小さくするために断面２６Ｍの高さＨ２１を大きく設定しても、各巻線間に生じる寄生容量Ｃ３３が減少する。したがって、本実施の形態に係る薄膜インダクタ３０では、寄生容量Ｃ３１，Ｃ３３がいずれも減少するため、全体の寄生容量を可能な限り減少させることができるのである。
【００６３】
特に、本実施の形態では、半導体基板３１を備えた場合においても、上記したように寄生容量が減少するため、その半導体基板３１を利用して薄膜インダクタ３０が周辺から電気的な悪影響を受けることを防止しつつ、寄生容量を減少させることができる。この電気的な悪影響の防止としては、例えば、薄膜インダクタ３０にノイズが及びにくくすると共に、薄膜インダクタ３０において電磁誘導が生じにくくすることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態に係る薄膜インダクタ３０に関する上記以外の構成、作用、効果および変形は、上記第１および第２の実施の形態において説明した薄膜インダクタ１０，２０と同様である。
【実施例】
【００６５】
次に、本発明に関する実施例について説明する。
【００６６】
まず、薄膜デバイスとして、上記各実施の形態において説明した一連の薄膜インダクタを製造した。
【００６７】
（実施例１）
以下の手順を経ることにより、上記第１の実施の形態において説明した薄膜インダクタを製造した。すなわち、基板としてシリコン基板を準備したのち、まず、スパッタリング法を使用してコバルトジルコニウムニオブ合金（ＣｏＺｒＮｂ）を成膜することにより、基板上に１０μｍの厚さとなるように下部磁性膜（比透磁率μ＝１０００）を形成した。続いて、化学蒸着（ＣＶＤ；chemical vapor deposition ）法を使用して酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）を成膜することにより、下部磁性膜上に１μｍの厚さとなるよに下部絶縁膜（比誘電率ε＝４）を形成したのち、スパッタリング法を使用してチタン（Ｔｉ）を成膜することにより、下部絶縁膜上にシード膜を３００ｎｍの厚さとなるように形成した。続いて、シード膜の表面にポジ型フォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成したのち、フォトリソグラフィ処理を使用してフォトレジスト膜をパターニング（露光・現像）することにより、シード膜上に３０μｍの厚さとなるようにフォトレジストパターンを形成した。このフォトレジストパターンを形成する際には、露光範囲および露光量を調整することにより、コイルの断面形状に対応した開口形状を有する開口を設けた。より具体的には、フォトリソグラフィ処理において、コイルの平面形状（スパイラル型構造）に対応したパターン形状を有すると共に露光用の光を透過させない遮光部と、その遮光部の周囲に配置されると共に露光用の光を透過させる透光部とが設けられたフォトマスクを使用し、特に、遮光部のうち、コイルの中心に対応する位置に近い側および遠い（離れた）側に、それらの近い側および遠い側に向かって光透過量を次第に少なくさせる光量調整部が設けられたものを使用した。続いて、フォトレジストパターンを使用してシード膜を電極膜として銅（Ｃｕ）の鍍金膜を成長させることにより、そのシード膜上に２０μｍの厚さとなるようにコイルを形成した。このコイルを形成する際には、スパイラル型構造（巻数＝２１巻）を有すると共に、断面が上下対称かつ左右対称の六角形状（Ｌ１１，Ｌ１２＝２０μｍ，Ｗ１５＝６０μｍ，Ｈ１１＝２０μｍ）を有するようにした（図３参照）。続いて、使用済みのフォトレジストパターンを除去してシード膜を部分的に露出させたのち、エッチング液を使用してシード膜をウェットエッチングすることにより、そのシード膜のうちの露出部分を部分的に除去した。続いて、ＣＶＤ法を使用して酸化ケイ素を成膜することにより、コイルおよびその周辺の下部絶縁膜を覆うように中間絶縁膜（比誘電率ε＝４）を形成したのち、引き続きＣＶＤ法を使用して酸化ケイ素を成膜することにより、中間絶縁膜上に上部絶縁膜（比誘電率ε＝４）を１μｍの厚さとなるように形成した。最後に、スパッタリング法を使用してコバルトジルコニウムニオブ合金（ＣｏＺｒＮｂ）を成膜することにより、上部絶縁膜上に上部磁性膜（比透磁率μ＝１０００）を１０μｍの厚さとなるように形成した。これにより、上記第１の実施の形態において説明した薄膜インダクタが完成した（図１〜図３参照）。
【００６８】
（実施例２）
コイルを形成する際に断面が左右対称の台形状（Ｌ２１＝２０μｍ，Ｌ２２＝６０μｍ，Ｈ２１＝２０μｍ）を有するようにしたと共に（図１１参照）、上部絶縁膜上に上部磁性膜を形成しなかった点を除き、実施例１の製造手順と同様の手順を経ることにより、上記第２の実施の形態において説明した薄膜インダクタを製造した（図９〜図１１参照）。
【００６９】
（実施例３）
基板および下部磁性膜に代えて半導体基板としてシリコン基板を使用し、その半導体基板上に下部絶縁膜を形成した点を除き、実施例２の製造手順と同様の手順を経ることにより、上記第３の実施の形態において説明した薄膜インダクタを製造した（図１１、図１５および図１６参照）。
【００７０】
（比較例１）
コイルを形成する際に断面が上下対称かつ左右対称の四角形状を有するようにした点を除き、実施例１の製造手順と同様の手順を経ることにより、上記第１の実施の形態において比較例として説明した薄膜インダクタを製造した（図４および図５参照）。なお、コイルを形成する際には、実施例１と抵抗を同等とする（コイルの断面積を一致させる）ために、Ｌ１１１，Ｌ１１２＝４０μｍ，Ｈ１１１＝２０μｍとなるようにコイルの断面の寸法を設定した。
【００７１】
（比較例２）
コイルを形成する際に断面が上下対称かつ左右対称の四角形状を有するようにした点を除き、実施例２の製造手順と同様の手順を経ることにより、上記第２の実施の形態において比較例として説明した薄膜インダクタを製造した（図５および図１２参照）。なお、コイルを形成する際には、実施例２と抵抗を同等とするために、Ｌ１１１，Ｌ１１２＝４０μｍ，Ｈ１１１＝２０μｍとなるようにコイルの断面の寸法を設定した。
【００７２】
（比較例３）
コイルを形成する際に断面が上下対称かつ左右対称の四角形状を有するようにした点を除き、実施例３の製造手順と同様の手順を経ることにより、上記第３の実施の形態において比較例として説明した薄膜インダクタを製造した（図５および図１７参照）。なお、コイルを形成する際には、比較例２と同様にコイルの断面の寸法を設定した。
【００７３】
上記した実施例１〜３および比較例１〜３の薄膜インダクタの動作特性を調べたところ、以下の一連の結果が得られた。
【００７４】
まず、実施例１および比較例１の薄膜インダクタの周波数特性を調べたところ、図１８に示した結果が得られた。図１８は、実施例１および比較例１の薄膜インダクタの周波数特性を表しており、「横軸」は周波数Ｆ（ＭＨｚ）を示し、「縦軸」はインダクタンスＬ（μＨ）を示している。図１８中の「１８Ａ（実線）」は実施例１の薄膜インダクタを示し、「１８Ｂ（破線）」は比較例１の薄膜インダクタを示している。
【００７５】
図１８に示した結果から判るように、実施例１の薄膜インダクタ（１８Ａ）の共振周波数は、比較例１の薄膜インダクタ（１８Ｂ）の共振周波数よりも高くなった。このことから、本発明の薄膜インダクタでは、下部磁性膜および上部磁性膜の間に絶縁されるようにコイルが設けられている場合に、そのコイルの断面を上下対称かつ左右対称の六角形状とすることにより、共振周波数を上昇させることが可能であることが確認された。
【００７６】
ここで、実施例１および比較例１の薄膜インダクタの諸特性を具体的に調べたところ、表１に示した結果が得られた。表１は、実施例１および比較例１の薄膜インダクタの諸特性を表しており、その諸特性として「インダクタンスＬｓ（μＨ）」、「寄生容量Ｃｐ（ｐＦ）」および「共振周波数Ｆｒ（ＭＨｚ）」を示している。なお、薄膜インダクタの諸特性を調べる際には、有限要素法を利用した電磁界解析を使用してインダクタンスＬｓおよび寄生容量Ｃｐを算出すると共に、それらのインダクタンスＬｓおよび寄生容量Ｃｐと共振周波数Ｆｒとの間の関係式（Ｆｒ＝（１／２π）（Ｌｓ・Ｃｐ）-1/2）を利用して共振周波数Ｆｒを算出した。
【００７７】
【表１】
2006286931.tif 000003
【００７８】
表１に示した結果から判るように、実施例１の薄膜インダクタでは、インダクタンスＬｓ＝８．２６μＨ，寄生容量Ｃｐ＝３８．１ｐＦ，共振周波数Ｆｒ＝８．９８ＭＨｚであったのに対して、比較例１の薄膜インダクタでは、インダクタンスＬｓ＝８．２６μＨ，寄生容量Ｃｐ＝６５．１ｐＦ，共振周波数Ｆｒ＝６．８７ＭＨｚであった。このことは、実施例１の薄膜インダクタでは、比較例１の薄膜インダクタと比較して、インダクタンスＬｓが同等となる一方で、コイルの断面の形状（上下対称かつ左右対称の六角形状）に基づいて寄生容量Ｃｐが減少するため、共振周波数Ｆｒが上昇することを表している。このことから、本発明の薄膜インダクタでは、寄生容量を減少させて共振周波数を上昇させることにより、動作周波数として使用可能な周波数帯域を高く設定することが可能であることが確認された。
【００７９】
続いて、実施例２および比較例２の薄膜インダクタの周波数特性を調べたところ、図１９に示した結果が得られた。図１９は、実施例２および比較例２の薄膜インダクタの周波数特性を表しており、図１８に示した周波数特性に対応している。図１９中の「１９Ａ（実線）」は実施例２の薄膜インダクタを示し、「１９Ｂ（破線）」は比較例２の薄膜インダクタを示している。
【００８０】
図１９に示した結果から判るように、実施例２の薄膜インダクタ（１９Ａ）の共振周波数は、比較例２の薄膜インダクタ（１９Ｂ）の共振周波数よりも高くなった。このことから、本発明の薄膜インダクタでは、下部磁性膜に絶縁されるようにコイルが設けられている場合に、そのコイルの断面を左右対称の台形状とすることにより、共振周波数を上昇させることが可能であることが確認された。
【００８１】
ここで、実施例２および比較例２の薄膜インダクタの諸特性を具体的に調べたところ、表２に示した結果が得られた。表２は、実施例２および比較例２の薄膜インダクタの諸特性を表しており、表１に示した諸特性に対応している。
【００８２】
【表２】
2006286931.tif 000004
【００８３】
表２に示した結果から判るように、実施例２の薄膜インダクタでは、インダクタンスＬｓ＝２．３６μＨ，寄生容量Ｃｐ＝１７．７ｐＦ，共振周波数Ｆｒ＝２４．６ＭＨｚであったのに対して、比較例２の薄膜インダクタでは、インダクタンスＬｓ＝２．３６μＨ，寄生容量Ｃｐ＝３２．８ｐＦ，共振周波数Ｆｒ＝１８．１ＭＨｚであった。このことは、実施例２の薄膜インダクタでは、比較例２の薄膜インダクタと比較して、インダクタンスＬｓが同等となる一方で、コイルの断面の形状（左右対称の台形状）に基づいて寄生容量Ｃｐが減少するため、共振周波数Ｆｒが上昇することを表している。このことから、本発明の薄膜インダクタでは、やはり寄生容量を減少させて共振周波数を上昇させることにより、動作周波数として使用可能な周波数帯域を高く設定することが可能であることが確認された。
【００８４】
最後に、実施例３および比較例３の薄膜インダクタの周波数特性を調べたところ、図２０に示した結果が得られた。図２０は、実施例３および比較例３の薄膜インダクタの周波数特性を表しており、図１８に示した周波数特性に対応している。図２０中の「２０Ａ（実線）」は実施例３の薄膜インダクタを示し、「２０Ｂ（破線）」は比較例３の薄膜インダクタを示している。
【００８５】
図２０に示した結果から判るように、実施例３の薄膜インダクタ（２０Ａ）の共振周波数は、比較例３の薄膜インダクタ（２０Ｂ）の共振周波数よりも高くなった。このことから、本発明の薄膜インダクタでは、半導体基板に絶縁されるようにコイルが設けられている場合に、そのコイルの断面を左右対称の台形状とすることにより、共振周波数を上昇させることが可能であることが確認された。
【００８６】
ここで、実施例３および比較例３の薄膜インダクタの諸特性を具体的に調べたところ、表３に示した結果が得られた。表３は、実施例３および比較例３の薄膜インダクタの諸特性を表しており、表１に示した諸特性に対応している。
【００８７】
【表３】
2006286931.tif 000005
【００８８】
表３に示した結果から判るように、実施例３の薄膜インダクタでは、インダクタンスＬｓ＝１．５８μＨ，寄生容量Ｃｐ＝１７．７ｐＦ，共振周波数Ｆｒ＝３０．１ＭＨｚであったのに対して、比較例３の薄膜インダクタでは、インダクタンスＬｓ＝１．５８μＨ，寄生容量Ｃｐ＝３２．８ｐＦ，共振周波数Ｆｒ＝２２．１ＭＨｚであった。このことは、実施例３の薄膜インダクタでは、比較例３の薄膜インダクタと比較して、インダクタンスＬｓが同等となる一方で、コイルの断面の形状（左右対称の台形状）に基づいて寄生容量Ｃｐが減少するため、共振周波数Ｆｒが上昇することを表している。このことから、本発明の薄膜インダクタでは、やはり寄生容量を減少させて共振周波数を上昇させることにより、動作周波数として使用可能な周波数帯域を高く設定することが可能であることが確認された。この場合には、特に、共振周波数Ｆｒが３０ＭＨｚを超えるため、薄膜インダクタの動作周波数を極めて高く設定することが可能である。
【００８９】
以上、いくつかの実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、例えば、上記各実施の形態および実施例では、コイルの断面の形状として、下部磁性膜および上部磁性膜の間に絶縁されるようにコイルが設けられる場合に関して六角形状、十字形状、菱形状および略楕円状を説明すると共に、下部磁性膜または半導体基板に絶縁されるようにコイルが設けられている場合に関して台形状、台形と矩形とが組み合わされた六角形状および凸形状を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。すなわち、コイルの断面の形状は、下部磁性膜、上部磁性膜または半導体基板などの導電性を有する基体に最も近い端縁において最小幅を有する限り、自由に設定可能である。もちろん、導電性を有する基体も同様に、必ずしも下部磁性膜、上部磁性膜または半導体基板に限らず、導電性を有する限り、自由に設定可能である。
【００９０】
また、上記各実施の形態および実施例では、コイルがスパイラル型構造を有するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、コイルがスパイラル型構造以外の他の構造を有してもよい。この「他の構造」としては、例えば、ミアンダ型構造、ヘリカル型構造またはソレノイド型構造などが挙げられる。これらのいずれの場合においても、上記各実施の形態および実施例と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
また、上記各実施の形態および実施例では、本発明の薄膜デバイスを薄膜インダクタに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、本発明の薄膜デバイスを薄膜インダクタ以外の他のデバイスに適用してもよい。この「他のデバイス」としては、例えば、薄膜トランスまたはＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）や、薄膜インダクタ、薄膜トランスまたはＭＥＭＳを含んだフィルタまたはモジュールなどが挙げられる。これらの他のデバイスに本発明の薄膜デバイスを適用した場合においても、上記各実施の形態および実施例と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る薄膜デバイスは、例えば薄膜インダクタ、薄膜トランスまたはＭＥＭＳや、それらを含んだフィルタまたはモジュールなどに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイスの平面構成を表す平面図である。
【図２】図１に示したＩＩ−ＩＩ線に沿った薄膜デバイスの断面構成を表す断面図である。
【図３】図２に示した薄膜デバイスのうちのコイルの断面構成を拡大して表す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイスに対する比較例としての薄膜デバイスの断面構成を表す断面図である。
【図５】図４に示した薄膜デバイスのうちのコイルの断面構成を拡大して表す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイスのうちのコイルの構成に関する変形例を表す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜デバイスのうちのコイルの構成に関する他の変形例を表す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態にかかる薄膜デバイスのうちのコイルの構成に関するさらに他の変形例を表す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイスの平面構成を表す平面図である。
【図１０】図９に示したＸ−Ｘ線に沿った薄膜デバイスの断面構成を表す断面図である。
【図１１】図９に示した薄膜デバイスのうちのコイルの断面構成を拡大して表す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイスに対する比較例としての薄膜デバイスの断面構成を表す断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイスのうちのコイルの構成に関する変形例を表す断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜デバイスのうちのコイルの構成に関する他の変形例を表す断面図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る薄膜デバイスの平面構成を表す平面図である。
【図１６】図１５に示したＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った薄膜デバイスの断面構成を表す断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る薄膜デバイスに対する比較例としての薄膜デバイスの断面構成を表す断面図である。
【図１８】実施例１および比較例１の薄膜インダクタの周波数特性を表す図である。
【図１９】実施例２および比較例２の薄膜インダクタの周波数特性を表す図である。
【図２０】実施例３および比較例３の薄膜インダクタの周波数特性を表す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０，２０，３０…薄膜インダクタ、１１…基板、１２…下部磁性膜、１３…下部絶縁膜、１４…中間絶縁膜、１５…上部絶縁膜、１６，２６…コイル、１６Ｍ，１６ＭＡ，１６ＭＢ，１６ＭＣ，２６Ｍ，２６ＭＡ，２６ＭＢ…断面、１６Ｔ１，１６Ｔ２，２６Ｔ１，２６Ｔ２…端子、３１…半導体基板、Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ２１，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ３３…寄生容量、Ｄ…間隔、Ｅ１１，Ｅ２１…下端縁、Ｅ１２，Ｅ２２…上端縁、Ｅ１３Ｒ，Ｅ１３Ｌ，Ｅ１４Ｒ，Ｅ１４Ｌ，Ｅ２３Ｒ，Ｅ２３Ｌ…側端縁、Ｈ１１，Ｈ２１…高さ、Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３Ｒ．Ｌ１３Ｌ，Ｌ１４Ｒ，Ｌ１４Ｌ，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３Ｒ，Ｌ２３Ｌ…長さ、Ｗ１３，Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ２３…幅、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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